کشف تاریخی: دانشمندان سیارهای "نوزاد" را در حین تولد آن برای اولین بار مشاهده کردند
یک تیم بینالمللی از ستارهشناسان با استفاده از ابزاری پیشرفته، موفق به ثبت اولین شواهد بصری مستقیم از یک سیاره اولیه (Protoplanet) شد که در حال ایجاد یک شکاف عظیم در دیسک گرد و غبار اطراف یک ستاره جوان است، در کشفی بی‌سابقه که معمایی را که دههها در علم نجوم وجود داشت، حل میکند.
این کشف که در دو مقاله تحقیقاتی در مجله The Astrophysical Journal Letters منتشر شده، نظریههای غالب درباره چگونگی تشکیل سیارات را تأیید میکند، بعد از اینکه این نظریه‌ها تنها فرضیاتی بودند.
دانشمندان همواره شکاف‌های مرموزی را در دیسک‌های سیارهای اولیه اطراف ستاره‌های تازه متولد شده مشاهده کرده‌اند و فرض کرده‌اند که سیارات در حال تشکیل، عامل ایجاد آن‌ها هستند. با این حال، هیچ‌کس نتوانسته بود این سیارات "نوزاد" را به‌طور مستقیم مشاهده کند به دلیل اندازه کوچک و نور کم آن‌ها نسبت به درخشش ستاره مادرشان.
لیراد کلاوز، ستاره‌شناس از دانشگاه آریزونا می‌گوید: "ده‌ها مقاله نظری درباره اینکه چگونه این شکاف‌های مشاهده شده در دیسک‌ها ناشی از سیارات اولیه هستند نوشته شده است، اما هیچ‌کس تا امروز نتوانسته است شواهد قاطعی پیدا کند. این موضوع در میان محافل علمی و ادبیات نجومی منبع جدل واقعی بوده است: وجود این شکاف‌های عمیق در حالی که ما قادر به مشاهده سیارات کم‌نور درون آن‌ها نیستیم. بسیاری در توانایی سیارات اولیه برای ایجاد این شکاف‌ها تردید داشتند، اما اکنون می‌دانیم که به‌طور قاطع، آن‌ها قادر به این کار هستند".
این معما با جستجوی یک نشانه نوری منحصر به فرد که از سیارات در حال تشکیل ساطع می‌شود، حل شد. در طول فرآیند رشد، این سیارات گاز هیدروژن را از محیط خود جذب می‌کنند. و زمانی که این گاز بر روی سیاره در حال رشد می‌افتد، یک پلاسما بسیار داغ تشکیل میدهد که نوری خاص به نام "ساطع شدن H-آلفا" را منتشر میکند.
برای جستجوی این نشانه، تیم بینالمللی ابزاری به نام MagAO-X را طراحی کرد، که یک سیستم اپتیک تطبیقی پیشرفته است که بر روی تلسکوپ ماجلان در شیلی نصب شده و به‌طور خاص برای این منظور طراحی شده است.
کلاوز توضیح میدهد: "زمانی که سیارات شکل می‌گیرند و رشد می‌کنند، آن‌ها گاز هیدروژن را از محیط نزدیک خود جذب می‌کنند. و زمانی که این گاز به سمت سیاره در حال رشد می‌ریزد، مانند یک آبشار عظیم از فضای بیرونی، به سطح برخورد کرده و پلاسما بسیار داغی را تشکیل میدهد که به نوبه خود این نور خاص، H-آلفا را ساطع میکند. سیستم MagAO-X به‌طور خاص برای جستجوی گاز هیدروژن در حال سقوط بر روی این سیارات اولیه کوچک طراحی شده است، و بنابراین ما می‌توانیم آن‌ها را کشف کنیم".
این مطالعه بر روی ستاره TYC-5709-354-1 (که به نام WISPIT-2 نیز شناخته می‌شود) متمرکز شده است، که یک ستاره "نوزاد" مشابه خورشید است و حدود 434 سال نوری از ما فاصله دارد. مشاهدات قبلی وجود یک دیسک در حال چرخش اطراف آن با یک شکاف "بسیار بزرگ" را نشان داده بود.
با جمع‌آوری داده‌های ابزار MagAO-X و مشاهدات در مادون قرمز از تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT)، دانشمندان تأیید کردند که سیاره اولیه‌ای که نام آن را WISPIT-2b گذاشته‌اند، به وضوح در وسط آن شکاف قرار دارد. سیاره WISPIT-2b دارای جرمی معادل تقریباً 5 برابر جرم مشتری است و در فاصله 54 واحد نجومی از ستارهاش قرار دارد (یعنی 54 برابر فاصله بین زمین و خورشید)، که آن را بسیار دور از مرکز سیستمش می‌سازد.
این کشف به دانشمندان نگاهی نادر به چگونگی شکلگیری احتمالی سیستم خورشیدی ما در اطراف یک "خورشید نوزاد" میدهد و عصر جدیدی را در درک فرآیند تولد سیارات باز میکند.
